JP7683259B2

JP7683259B2 - Drive unit

Info

Publication number: JP7683259B2
Application number: JP2021045096A
Authority: JP
Inventors: 邦彦松田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2021-03-18
Filing date: 2021-03-18
Publication date: 2025-05-27
Anticipated expiration: 2041-03-18
Also published as: JP2022144197A; WO2022196458A1

Description

本発明は、駆動装置に関する。 The present invention relates to a drive device.

従来、モータとモータの駆動制御に係るＥＣＵとが一体に設けられた駆動装置が知られている。例えば特許文献１では、１枚の基板に各種電子部品が実装されている。 Conventionally, there is known a drive device in which a motor and an ECU related to the drive control of the motor are integrally provided. For example, in Patent Document 1, various electronic components are mounted on a single board.

特開２０１６－３６２４４号公報JP 2016-36244 A

特許文献１では、１つのマイコンにてモータの駆動を制御している。ここで、例えばマイコンやＡＳＩＣを冗長化して２つずつ設ける場合、基板の実装面積が不足する虞がある。 In Patent Document 1, the drive of the motor is controlled by one microcomputer. Here, if two microcomputers or ASICs are provided for redundancy, for example, there is a risk that the mounting area of the board will be insufficient.

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板の実装面積を確保可能な駆動装置を提供することにある。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a drive device that can ensure sufficient mounting area on the board.

本発明の駆動装置は、モータ（８０）と、制御ユニット（１０）と、を備える。モータは、第１モータ巻線（１８０）および第２モータ巻線（２８０）を有する。制御ユニットは、外部との接続に用いられるコネクタ（１５２、１５６、２５２、２５６）を有するコネクタユニット（５０）、モータハウジング（８４０）に固定されるメイン基板（３１）、コネクタユニットに固定されるサブ基板（３２）、および、メイン基板とサブ基板とを接続する接続部品（１４１、１４６、２４１、２４６）を有し、モータの軸方向の一方側に設けられる。 The drive device of the present invention includes a motor (80) and a control unit (10). The motor has a first motor winding (180) and a second motor winding (280). The control unit has a connector unit (50) having a connector (152, 156, 252, 256) used for connecting to the outside, a main board (31) fixed to the motor housing (840), a sub-board (32) fixed to the connector unit, and connection parts (141, 146, 241, 246) that connect the main board and the sub-board, and is provided on one side of the motor in the axial direction.

メイン基板およびサブ基板は、第１モータ巻線の通電制御に係る電子部品が実装される第１系統領域と、第２モータ巻線の通電制御に係る電子部品が実装される第２系統領域とが、基板中心線にて分離されている。また、メイン基板およびサブ基板は、第１系統領域および第２系統領域において、モータに通電されるモータ電流が流れる領域であるパワー領域と、モータ電流より相対的に小さい制御電流が流れる領域である制御領域とが、分離されている。メイン基板およびサブ基板において、基板中心線に沿う方向における一方側の基板外周領域を一端部、他方側の基板外周領域を他端部とすると、第１系統領域および第２系統領域のそれぞれにて、パワー領域が一端部を含み他端部側に向かって延びる領域であり、制御領域が他端部を含み一端部側に向かって延びる領域である。これにより、基板の実装面積を確保することができる。 The main board and the sub-board are separated by the board center line into a first system area in which electronic components related to the current control of the first motor winding are mounted, and a second system area in which electronic components related to the current control of the second motor winding are mounted. In the first system area and the sub-board, the power area is an area in which a motor current flows to the motor, and a control area is an area in which a control current relatively smaller than the motor current flows, in the first system area and the sub-board. In the main board and the sub-board, if the board outer peripheral area on one side in the direction along the board center line is one end and the board outer peripheral area on the other side is the other end, in each of the first system area and the second system area, the power area is an area that includes the one end and extends toward the other end, and the control area is an area that includes the other end and extends toward the one end. This makes it possible to secure the mounting area of the board.

一実施形態によるステアリングシステムを示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing a steering system according to an embodiment; 一実施形態による駆動装置を示す側面図である。FIG. 2 is a side view of a drive arrangement according to one embodiment. 図２のＩＩＩ方向矢視図である。FIG. 3 is a view taken in the direction of an arrow III in FIG. 2 . 図３のＩＶ－ＩＶ線断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 一実施形態によるカバーを外した状態のＥＣＵを示す側面図である。FIG. 2 is a side view of the ECU with the cover removed according to one embodiment. 一実施形態によるカバーを外した状態の駆動装置を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a drive assembly with the cover removed according to one embodiment. 一実施形態による駆動装置を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a driving device according to an embodiment. 一実施形態による親基板のモータ面を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing the motor side of the mother board according to one embodiment. 一実施形態による親基板のコネクタ面を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view illustrating the connector side of the mother board according to one embodiment. 一実施形態による子基板のモータ面を示す平面図である。FIG. 13 is a top view of the motor side of a daughter board according to one embodiment. 一実施形態による子基板のコネクタ面を示す平面図である。FIG. 2 is a top view illustrating the connector side of a daughter board according to one embodiment.

（一実施形態）
以下、本発明による駆動装置を図面に基づいて説明する。一実施形態による駆動装置を図１～図１１に示す。 (One embodiment)
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A driving device according to an embodiment of the present invention will now be described with reference to the drawings.

図１に示すように、駆動装置１は、モータ８０と、ＥＣＵ１０と、を備え、車両のステアリング操作を補助するための操舵装置としての電動パワーステアリング装置８に適用される。図１は、電動パワーステアリング装置８を備えるステアリングシステム９０の全体構成を示すものである。ステアリングシステム９０は、操舵部材であるステアリングホイール９１、ステアリングシャフト９２、ピニオンギア９６、ラック軸９７、車輪９８、および、電動パワーステアリング装置８等を備える。 As shown in FIG. 1, the drive unit 1 includes a motor 80 and an ECU 10, and is applied to an electric power steering device 8 as a steering device for assisting the steering operation of a vehicle. FIG. 1 shows the overall configuration of a steering system 90 including the electric power steering device 8. The steering system 90 includes a steering wheel 91, which is a steering member, a steering shaft 92, a pinion gear 96, a rack shaft 97, wheels 98, and the electric power steering device 8.

ステアリングホイール９１は、ステアリングシャフト９２と接続される。ステアリングシャフト９２には、操舵トルクを検出するトルクセンサ９４が設けられる。トルクセンサ９４は、内部にて２系統化されており、それぞれの検出値ｔｒｑ１、ｔｒｑ２は、対応するコネクタ１５６、２５６に入力される。ステアリングシャフト９２の先端には、ピニオンギア９６が設けられる。ピニオンギア９６は、ラック軸９７に噛み合っている。ラック軸９７の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪９８が連結される。 The steering wheel 91 is connected to a steering shaft 92. A torque sensor 94 that detects steering torque is provided on the steering shaft 92. The torque sensor 94 is divided into two systems internally, and the detection values trq1 and trq2 are input to the corresponding connectors 156 and 256. A pinion gear 96 is provided at the tip of the steering shaft 92. The pinion gear 96 meshes with a rack shaft 97. A pair of wheels 98 are connected to both ends of the rack shaft 97 via tie rods or the like.

運転者がステアリングホイール９１を回転させると、ステアリングホイール９１に接続されたステアリングシャフト９２が回転する。ステアリングシャフト９２の回転運動は、ピニオンギア９６によってラック軸９７の直線運動に変換される。一対の車輪９８は、ラック軸９７の変位量に応じた角度に操舵される。 When the driver turns the steering wheel 91, the steering shaft 92 connected to the steering wheel 91 rotates. The rotational motion of the steering shaft 92 is converted into linear motion of a rack shaft 97 by a pinion gear 96. A pair of wheels 98 are steered to an angle that corresponds to the amount of displacement of the rack shaft 97.

電動パワーステアリング装置８は、駆動装置１、および、モータ８０の回転を減速してラック軸９７に伝える動力伝達部としての減速ギア８９等を備える。本実施形態の電動パワーステアリング装置８は、所謂「ラックアシストタイプ」であるが、モータ８０の回転をステアリングシャフト９２に伝える所謂「コラムアシストタイプ」等としてもよい。 The electric power steering device 8 includes a drive unit 1 and a reduction gear 89 as a power transmission unit that reduces the rotation of the motor 80 and transmits it to the rack shaft 97. The electric power steering device 8 of this embodiment is a so-called "rack assist type", but it may also be a so-called "column assist type" that transmits the rotation of the motor 80 to the steering shaft 92.

図２～図６に示すように、モータ８０は３相ブラシレスモータである。モータ８０は、操舵に要するトルクの一部または全部を出力するものであって、図示しないバッテリから電力が供給されることで駆動され、減速ギア８９を正逆回転させる。 As shown in Figures 2 to 6, the motor 80 is a three-phase brushless motor. The motor 80 outputs all or part of the torque required for steering, and is driven by power supplied from a battery (not shown), causing the reduction gear 89 to rotate forward and reverse.

モータ８０は、第１モータ巻線１８０および第２モータ巻線２８０を有する。モータ巻線１８０、２８０は電気的特性が同等であり、共通のステータ８６０に、互いに電気角３０［ｄｅｇ］ずらしてキャンセル巻きされる。これに応じて、モータ巻線１８０、２８０には、位相φが３０［ｄｅｇ］ずれた相電流が通電されるように制御される。通電位相差を最適化することで、出力トルクが向上する。また、６次のトルクリプルを低減することができ、騒音、振動の低減することができる。また、電流も分散されることで発熱が分散、平準化されるため、各センサの検出値やトルク等、温度依存の系統間誤差を低減可能であるとともに、通電可能な電流量を増やすことができる。なお、モータ巻線１８０、２８０は、キャンセル巻きされていなくてもよく、電気的特性が異なっていてもよい。 The motor 80 has a first motor winding 180 and a second motor winding 280. The motor windings 180 and 280 have the same electrical characteristics and are wound in a common stator 860 with a 30-deg electrical angle difference. In response to this, the motor windings 180 and 280 are controlled to pass phase currents with a phase φ shifted by 30 deg. By optimizing the phase difference, the output torque is improved. In addition, the sixth-order torque ripple can be reduced, and noise and vibration can be reduced. In addition, the current is also dispersed, so that heat generation is dispersed and leveled, making it possible to reduce temperature-dependent system errors such as the detection values and torque of each sensor, and to increase the amount of current that can be passed. Note that the motor windings 180 and 280 do not have to be wound in a cancel manner and may have different electrical characteristics.

以下、第１モータ巻線１８０の通電制御に係る構成の組み合わせを第１系統、第２モータ巻線２８０の通電制御に係る構成の組み合わせを第２系統とする。第１系統の構成を主に１００番台で付番し、第２系統Ｌ２の構成を主に２００番台で付番し、第１系統と第２系統とで実質的に同様の構成には下２桁が同じとなるように付番し、適宜説明を省略する。また、図中等適宜、第１系統Ｌ１に係る構成に添え字の「１」、第２系統Ｌ２に係る構成に添え字の「２」を付す。 Hereinafter, the combination of configurations related to the energization control of the first motor winding 180 will be referred to as the first system, and the combination of configurations related to the energization control of the second motor winding 280 will be referred to as the second system. The configurations of the first system L1 will be mainly numbered in the 100s, and the configurations of the second system L2 will be mainly numbered in the 200s. Configurations that are substantially similar in the first and second systems will be numbered so that the last two digits are the same, and explanations will be omitted as appropriate. In addition, as appropriate in the figures, the configurations related to the first system L1 will be given the suffix "1", and the configurations related to the second system L2 will be given the suffix "2".

駆動装置１は、モータ８０の軸方向の一方側にＥＣＵ１０が一体的に設けられており、いわゆる「機電一体型」である。ＥＣＵ１０は、モータ８０の出力軸とは反対側において、シャフト８７０の軸Ａｘに対して同軸に配置されている。ここで、「同軸」とは、例えば組み付けや設計に係る誤差やズレは許容されるものとする。なお、本実施形態の駆動装置１における「機電一体」とは、モータ８０に対し、例えば概ね直方体形状のＥＣＵを単に近接させて設けたものとは異なっている。機電一体型とすることで、搭載スペースに制約のある車両において、ＥＣＵ１０とモータ８０とを効率的に配置することができる。以下、モータ８０の軸方向を駆動装置１の軸方向とみなし、単に「軸方向」とする。 The drive unit 1 is a so-called "mechatronically integrated" type in which the ECU 10 is integrally provided on one side of the motor 80 in the axial direction. The ECU 10 is arranged coaxially with the axis Ax of the shaft 870 on the opposite side of the output shaft of the motor 80. Here, "coaxial" means that errors and deviations related to, for example, assembly and design are allowed. Note that the "mechatronically integrated" in the drive unit 1 of this embodiment is different from, for example, simply providing an approximately rectangular parallelepiped ECU close to the motor 80. By making it a mechatronically integrated type, the ECU 10 and the motor 80 can be efficiently arranged in a vehicle with limited mounting space. Hereinafter, the axial direction of the motor 80 is regarded as the axial direction of the drive unit 1, and is simply referred to as the "axial direction".

モータ８０は、モータケース８３０、モータフレーム８４０、ステータ８６０、および、ロータ８６５等を有する。ステータ８６０は、モータケース８３０に固定されており、モータ巻線１８０、２８０が巻回される。ロータ８６５は、ステータ８６０の径方向内側に設けられ、ステータ８６０に対して相対回転可能に設けられる。 The motor 80 includes a motor case 830, a motor frame 840, a stator 860, and a rotor 865. The stator 860 is fixed to the motor case 830, and the motor windings 180 and 280 are wound around the stator 860. The rotor 865 is provided radially inside the stator 860 and is rotatable relative to the stator 860.

シャフト８７０は、ロータ８６５に嵌入され、ロータ８６５と一体に回転する。シャフト８７０は、軸受８７１、８７２により、モータケース８３０およびモータフレーム８４０に回転可能に支持される。シャフト８７０のＥＣＵ１０側の端部は、モータフレーム８４０に形成される軸孔８４９に挿通され、ＥＣＵ１０側に露出する。シャフト８７０のＥＣＵ１０側の端部には、マグネット８７５が設けられる。 The shaft 870 is fitted into the rotor 865 and rotates integrally with the rotor 865. The shaft 870 is rotatably supported by the motor case 830 and the motor frame 840 via bearings 871 and 872. The end of the shaft 870 on the ECU 10 side is inserted into an axial hole 849 formed in the motor frame 840 and is exposed on the ECU 10 side. A magnet 875 is provided on the end of the shaft 870 on the ECU 10 side.

モータケース８３０は、底部８３１および筒部８３２からなる略有底筒状に形成され、開口側にＥＣＵ１０が設けられる。底部８３１には、軸受８７１が設けられる。筒部８３２には、ステータ８６０が固定される。 The motor case 830 is formed in a generally bottomed cylindrical shape consisting of a bottom portion 831 and a cylindrical portion 832, with the ECU 10 provided on the open side. A bearing 871 is provided on the bottom portion 831. A stator 860 is fixed to the cylindrical portion 832.

モータフレーム８４０は、フレーム部８４１、ヒートシンク８４５、および、コネクタ接続部８４６等を有し、例えばアルミ等の熱伝導性のよい材料で形成される。フレーム部８４１は、モータケース８３０の径方向内側に圧入されており、全体として、モータケース８３０の筒部８３２を軸方向に投影した投影領域（以下適宜、「モータシルエット」とする。）内に収まっている。フレーム部８４１の外周には、フランジ部８４２が形成され、筒部８３２の内壁に形成される段差部８３３と当接する。また、フレーム部８４１のヒートシンク８４５の外側には、拡張部材接続部８４３が形成される。 The motor frame 840 has a frame portion 841, a heat sink 845, a connector connection portion 846, etc., and is formed of a material with good thermal conductivity, such as aluminum. The frame portion 841 is pressed into the radially inner side of the motor case 830, and is generally contained within a projection area (hereinafter referred to as the "motor silhouette" as appropriate) obtained by projecting the cylindrical portion 832 of the motor case 830 in the axial direction. A flange portion 842 is formed on the outer periphery of the frame portion 841, and abuts against a step portion 833 formed on the inner wall of the cylindrical portion 832. In addition, an extension member connection portion 843 is formed on the outer side of the heat sink 845 of the frame portion 841.

ヒートシンク８４５は、フレーム部８４１のＥＣＵ１０側に立設される。ヒートシンク８４５を挟んだ両側において、フレーム部８４１に形成されるモータ線取出孔からモータ巻線１８０、２８０の一端がＥＣＵ１０側に取り出される。フレーム部８４１のモータ線取出孔には絶縁部材が設けられるとともに、モータ巻線１８０、２８０が取り出される箇所にてヒートシンク８４５の側面には凹部が形成されており、モータフレーム８４０と絶縁した状態にて、モータ巻線１８０、２８０をＥＣＵ１０側に取り出す。モータフレーム８４０から取り出されたモータ巻線１８０、２８０は、親基板３１と接続される。 The heat sink 845 is erected on the ECU 10 side of the frame 841. On both sides of the heat sink 845, one end of the motor windings 180, 280 is taken out to the ECU 10 side from a motor wire outlet hole formed in the frame 841. An insulating member is provided in the motor wire outlet hole of the frame 841, and a recess is formed in the side of the heat sink 845 at the location where the motor windings 180, 280 are taken out, so that the motor windings 180, 280 are taken out to the ECU 10 side in a state insulated from the motor frame 840. The motor windings 180, 280 taken out from the motor frame 840 are connected to the mother board 31.

コネクタ接続部８４６は、モータ巻線１８０、２８０が取り出されない側のヒートシンク８４５の側面の略中央に立設されている。コネクタ接続部８４６の高さは、ヒートシンク８４５よりも高い。 The connector connection part 846 is erected at approximately the center of the side of the heat sink 845 from which the motor windings 180, 280 are not taken out. The height of the connector connection part 846 is higher than that of the heat sink 845.

ＥＣＵ１０は、親基板３１、子基板３２、パワー系接続部品１４１、２４１、信号系接続部品１４６、２４６、コネクタユニット５０、および、カバー６０等を有する。親基板３１は、ヒートシンク８４５の端面に形成される基板固定部８４７にねじ３１９にて固定される。子基板３２は、コネクタユニット５０に固定される。 The ECU 10 has a mother board 31, a daughter board 32, power system connection parts 141, 241, signal system connection parts 146, 246, a connector unit 50, and a cover 60. The mother board 31 is fixed to a board fixing part 847 formed on an end face of a heat sink 845 with a screw 319. The daughter board 32 is fixed to the connector unit 50.

図４～図６、図８～図１１に示すように、親基板３１には、コネクタ接続部８４６との干渉を避けるための逃がし凹部３１６が形成されている。子基板３２には、後述するコネクタユニット５０の固定部５１６との干渉を避けるための逃がし凹部３２６が形成されている。本実施形態では、基板３１、３２をえぐり、逃がし凹部３１６、３２６を形成し、コネクタユニット５０をモータフレーム８４０に直接締結している。親基板３１と子基板３２とは、パワー系接続部品１４１、２４１、および、信号系接続部品１４６、２４６で接続される。親基板３１および子基板３２に実装される部品等の詳細は後述する。 As shown in Figures 4 to 6 and 8 to 11, the mother board 31 is formed with an escape recess 316 to avoid interference with the connector connection portion 846. The daughter board 32 is formed with an escape recess 326 to avoid interference with the fixing portion 516 of the connector unit 50 described later. In this embodiment, the boards 31 and 32 are hollowed out to form the escape recesses 316 and 326, and the connector unit 50 is directly fastened to the motor frame 840. The mother board 31 and the daughter board 32 are connected by power system connection components 141 and 241 and signal system connection components 146 and 246. Details of the components mounted on the mother board 31 and the daughter board 32 will be described later.

第１パワー系接続部品１４１は、パワー端子１４２、端子保持部１４３、および、ピン１４４を有する。パワー端子１４２は２つであって、一方が電源端子、他方がグランド端子である。パワー端子１４２は、端子保持部１４３に保持され、一端が親基板３１と接続され、他端が子基板３２と接続される。ピン１４４は、端子保持部１４３の両側において、親基板３１側に突出して設けられ、親基板３１に固定されることでパワー系接続部品１４１を位置決めする。第２パワー系接続部品２４１は、パワー端子２４２、端子保持部２４３、および、ピン２４４を有する。 The first power system connection component 141 has a power terminal 142, a terminal holding portion 143, and a pin 144. There are two power terminals 142, one of which is a power terminal and the other is a ground terminal. The power terminal 142 is held by the terminal holding portion 143, one end of which is connected to the mother board 31, and the other end of which is connected to the child board 32. The pins 144 are provided on both sides of the terminal holding portion 143, protruding toward the mother board 31, and are fixed to the mother board 31 to position the power system connection component 141. The second power system connection component 241 has a power terminal 242, a terminal holding portion 243, and a pin 244.

パワー系接続部品１４１、２４１は、スイッチング素子等の各種素子が実装される領域の外側である外側領域において、同一辺に沿い、逃がし凹部３１６、３２６を挟んで両側に配置されている。 The power system connection components 141, 241 are arranged on both sides of the relief recesses 316, 326 along the same side in the outer area, which is outside the area where various elements such as switching elements are mounted.

第１信号系接続部品１４６は、複数の信号端子１４７、端子保持部１４８、および、ピン１４９を有する。信号端子１４７は、端子保持部１４８に保持され、一端が親基板３１と接続され、他端が子基板３２と接続される。ピン１４９は、端子保持部１４８の両端において、親基板３１側に突出して設けられ、親基板３１に固定されることで信号系接続部品１４６を位置決めする。第２信号系接続部品２４６は、複数の信号端子２４７、端子保持部２４８、および、ピン２４９を有する。信号端子１４７、２４７は、トルクセンサ９３および車両通信網９９との信号伝達に用いられる。端子数は、信号数等に応じ、任意に設定可能である。 The first signal system connection part 146 has a plurality of signal terminals 147, a terminal holding part 148, and a pin 149. The signal terminal 147 is held by the terminal holding part 148, with one end connected to the mother board 31 and the other end connected to the daughter board 32. The pins 149 are provided at both ends of the terminal holding part 148 so as to protrude toward the mother board 31, and are fixed to the mother board 31 to position the signal system connection part 146. The second signal system connection part 246 has a plurality of signal terminals 247, a terminal holding part 248, and a pin 249. The signal terminals 147, 247 are used to transmit signals between the torque sensor 93 and the vehicle communication network 99. The number of terminals can be set arbitrarily depending on the number of signals, etc.

信号系接続部品１４６、２４６は、各種素子が実装される領域の外側である外側領域において、パワー系接続部品１４１、２４１が設けられるのと反対側の辺に沿い、逃がし凹部３１６、３２６を挟んで両側に配置されている。 The signal system connection components 146, 246 are arranged on both sides of the relief recesses 316, 326 along the side opposite the side on which the power system connection components 141, 241 are provided, in the outer area outside the area in which various elements are mounted.

図２～図６に示すように、コネクタユニット５０は、ベース部５１、車両系コネクタ１５２、２５２、および、操舵系コネクタ１５６、２５６を有する。ベース部５１は、平面視略矩形に形成される。ベース部５１のモータ８０と反対側の面には、外縁に沿って溝部５１１が形成されている。また、ベース部５１には、固定部５１６が形成される。固定部５１６には、スルーボルト５１９が挿通され、モータフレーム８４０のコネクタ接続部８４６に螺着される。これにより、コネクタユニット５０がモータフレーム８４０に固定される。モータフレーム８４０のコネクタ接続部８４６とコネクタユニット５０の固定部５１６との軸方向における接続位置は、親基板３１と子基板３２との間である。 As shown in Figures 2 to 6, the connector unit 50 has a base portion 51, vehicle system connectors 152, 252, and steering system connectors 156, 256. The base portion 51 is formed in a generally rectangular shape in a plan view. A groove portion 511 is formed along the outer edge of the surface of the base portion 51 opposite the motor 80. The base portion 51 also has a fixing portion 516. A through bolt 519 is inserted into the fixing portion 516 and screwed into the connector connection portion 846 of the motor frame 840. This fixes the connector unit 50 to the motor frame 840. The axial connection position between the connector connection portion 846 of the motor frame 840 and the fixing portion 516 of the connector unit 50 is between the parent board 31 and the child board 32.

コネクタ１５２、１５６、２５２、２５６は、間口が軸方向外側を向いて形成されている。車両系コネクタ１５２、２５２は、車両電源およびグランドと接続されるパワーコネクタと、ＣＡＮ（Controller Area Network）等である車両通信網９９と接続される通信コネクタとが一体になった一体型のハイブリッドコネクタである。操舵系コネクタ１５６、２５６は、トルクセンサ９３と接続される（図１参照）。 The connectors 152, 156, 252, 256 are formed with their frontages facing outward in the axial direction. The vehicle system connectors 152, 252 are integrated hybrid connectors that combine a power connector that connects to the vehicle power supply and ground, and a communication connector that connects to the vehicle communication network 99, such as a CAN (Controller Area Network). The steering system connectors 156, 256 are connected to the torque sensor 93 (see Figure 1).

本実施形態では、ＥＣＵ１０を軸方向に投影したとき、一方側から、パワー系接続部品１４１、２４１、車両系コネクタ１５２、２５２、操舵系コネクタ１５６、２５６、信号系接続部品１４６、２４６の順に配列されている。 In this embodiment, when the ECU 10 is projected in the axial direction, from one side, the power system connection components 141, 241, the vehicle system connectors 152, 252, the steering system connectors 156, 256, and the signal system connection components 146, 246 are arranged in this order.

カバー６０は、略有底筒状に形成され、内部に基板３１、３２およびヒートシンク８４５等を収容する。カバー６０の底部には、略矩形の孔部６１が形成される。孔部６１には、コネクタ１５２、１５６、２５２、２５６が挿通される。孔部６１は端部６１１が内側に折り曲げられている。端部６１１は、接着材等である接着部材が塗布されたコネクタユニット５０の溝部５１１に挿入される。これにより、コネクタユニット５０とカバー６０との間からの水滴や埃の侵入を防ぐことができる。 The cover 60 is formed in a generally cylindrical shape with a bottom, and houses the boards 31, 32 and the heat sink 845 inside. A generally rectangular hole 61 is formed in the bottom of the cover 60. The connectors 152, 156, 252, 256 are inserted into the hole 61. The end 611 of the hole 61 is bent inward. The end 611 is inserted into a groove 511 of the connector unit 50 to which an adhesive material such as an adhesive is applied. This makes it possible to prevent water droplets and dust from entering between the connector unit 50 and the cover 60.

本実施形態では、車両系コネクタ１５２、２５２および操舵系コネクタ１５６、２５６の４つの間口を設けており、間口面積が大きい。そこで本実施形態では、モータシルエットから四隅が張り出す形状の拡張部材７０を設けることで、モータシルエットの外側の領域を利用可能にしている。 In this embodiment, four openings are provided for the vehicle system connectors 152, 252 and the steering system connectors 156, 256, and the opening area is large. Therefore, in this embodiment, an extension member 70 is provided with four corners that protrude from the motor silhouette, making it possible to use the area outside the motor silhouette.

拡張部材７０は、基部７１、環状凸部７２、カバー挿入溝７３、および、固定部７４等を有し、樹脂等にて一体に形成される。拡張部材７０は、全体として環状に形成され、モータフレーム８４０のフレーム部８４１のＥＣＵ１０側であって、ヒートシンク８４５の径方向外側に配置される。換言すると、ヒートシンク８４５は、拡張部材７０の内周側にて、ＥＣＵ１０側に突出する。拡張部材７０の外縁の少なくとも一部は、モータシルエットよりも外側に位置している。拡張部材７０の形状に応じ、基板３１、３２やコネクタユニット５０をモータシルエットの外側まで延ばして形成可能であるので、基板の実装面積や間口面積を拡張可能である。 The extension member 70 has a base 71, an annular protrusion 72, a cover insertion groove 73, and a fixing portion 74, and is integrally formed from resin or the like. The extension member 70 is formed in an annular shape as a whole, and is disposed on the ECU 10 side of the frame portion 841 of the motor frame 840, radially outside the heat sink 845. In other words, the heat sink 845 protrudes toward the ECU 10 side on the inner periphery side of the extension member 70. At least a part of the outer edge of the extension member 70 is located outside the motor silhouette. Depending on the shape of the extension member 70, the boards 31, 32 and the connector unit 50 can be formed to extend to the outside of the motor silhouette, so that the mounting area and frontage area of the board can be expanded.

環状凸部７２は、基部７１のモータ８０側の面に内周面に沿って突出して設けられ、モータケース８３０の筒部８３２に挿入される。拡張部材７０のモータ８０と反対側の面には、カバー挿入溝７３が外縁に沿って形成される。カバー６０の開口側の端部は、接着材等である接着部材が塗布されたカバー挿入溝７３に挿入される。これにより、拡張部材７０とカバー６０との間からの水滴や埃等の侵入を防ぐことができる。固定部７４は、拡張部材７０の内周壁から径方向内側に突出して形成される。固定部７４には、カラーが挿入され、ねじ７９にてフレーム部８４１に固定される。 The annular projection 72 is provided on the motor 80 side surface of the base 71 so as to protrude along the inner circumferential surface, and is inserted into the tubular portion 832 of the motor case 830. A cover insertion groove 73 is formed along the outer edge on the surface of the expansion member 70 opposite the motor 80. The end of the opening side of the cover 60 is inserted into the cover insertion groove 73 to which an adhesive material such as an adhesive is applied. This makes it possible to prevent water droplets, dust, etc. from entering between the expansion member 70 and the cover 60. The fixing portion 74 is formed so as to protrude radially inward from the inner circumferential wall of the expansion member 70. A collar is inserted into the fixing portion 74, and it is fixed to the frame portion 841 by a screw 79.

ここで、基板３１、３２に実装される電子部品の回路構成を図７に示す。本実施形態では、第１系統Ｌ１の回路構成と第２系統Ｌ２の回路構成とは同じであるので、第１系統Ｌ１について説明し、第２系統Ｌ２に係る説明を省略する。 The circuit configuration of the electronic components mounted on the boards 31 and 32 is shown in FIG. 7. In this embodiment, the circuit configuration of the first system L1 is the same as the circuit configuration of the second system L2, so only the first system L1 will be described and a description of the second system L2 will be omitted.

インバータ回路１２０は、３相インバータであって、スイッチング素子１２１～１２６がブリッジ接続されている。スイッチング素子１２１～１２３は高電位側に接続され、スイッチング素子１２４～１２６は低電位側に接続される。インバータ回路１２０の高電位側はパワー配線Ｌｐを経由して電源端子ＰＩＧと接続され、低減位側はグランド配線Ｌｇを経由してグランド端子ＧＮＤと接続される。 The inverter circuit 120 is a three-phase inverter in which switching elements 121 to 126 are bridge-connected. Switching elements 121 to 123 are connected to the high potential side, and switching elements 124 to 126 are connected to the low potential side. The high potential side of the inverter circuit 120 is connected to the power supply terminal PIG via the power wiring Lp, and the reduced potential side is connected to the ground terminal GND via the ground wiring Lg.

対になるＵ相のスイッチング素子１２１、１２４の接続点は、モータリレー素子１２７を経由してＵ相コイルの一端と接続される。また、対になるＶ相のスイッチング素子１２２、１２５の接続点はモータリレー素子１２８を経由してＶ相コイルの一端と接続され、対になるＷ相のスイッチング素子１２３、１２６はモータリレー素子１２９を経由してＷ相コイルの一端と接続される。モータ巻線１８０を構成するＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相コイルの他端は、結線される。 The connection point of the paired U-phase switching elements 121, 124 is connected to one end of the U-phase coil via a motor relay element 127. The connection point of the paired V-phase switching elements 122, 125 is connected to one end of the V-phase coil via a motor relay element 128, and the paired W-phase switching elements 123, 126 are connected to one end of the W-phase coil via a motor relay element 129. The other ends of the U-phase, V-phase, and W-phase coils that make up the motor winding 180 are wired.

低電位側のスイッチング素子１２４、１２５、１２６の低電位側には、モータ巻線１８０の各相の電流を検出する電流検出素子であるシャント抵抗１３１、１３２、１３３が設けられている。コンデンサ１３５は、アルミ電解コンデンサであって、インバータ回路１２０と並列に接続されている。コンデンサ１３５は、電荷を蓄えることで、インバータ回路１２０への電力供給を補助する。 Shunt resistors 131, 132, and 133, which are current detection elements that detect the current of each phase of the motor winding 180, are provided on the low potential side of the low potential side switching elements 124, 125, and 126. Capacitor 135 is an aluminum electrolytic capacitor and is connected in parallel with the inverter circuit 120. Capacitor 135 assists in the power supply to the inverter circuit 120 by storing electric charge.

インバータ回路１２０には、電源リレー素子１１１、１１２を経由して電力が供給される。本実施形態では、スイッチング素子１２１～１２６、モータリレー素子１２７～１２９および電源リレー素子１１１、１１２は、いずれもＭＯＳＦＥＴであるが、ＩＧＢＴやサイリスタ等であってもよい。電源リレー素子１１１、１１２は、寄生ダイオードの向きが逆向きとなるように直列に接続される。これにより、バッテリが誤って逆向きに接続された場合に逆向きの電流が流れるのを防ぎ、ＥＣＵ１０を保護する。電源リレー素子１１１と電源端子ＰＩＧとの間には、フィルタ回路を構成するコンデンサ１１３およびチョークコイル１１４が設けられる。これにより、バッテリを共用する他の装置から伝わるノイズが低減されるとともに、駆動装置１から他の装置へ伝わるノイズが低減される。 Power is supplied to the inverter circuit 120 via power relay elements 111 and 112. In this embodiment, the switching elements 121-126, motor relay elements 127-129, and power relay elements 111 and 112 are all MOSFETs, but may be IGBTs or thyristors. The power relay elements 111 and 112 are connected in series so that the parasitic diodes are oriented in the opposite direction. This prevents reverse current from flowing if the battery is mistakenly connected in the opposite direction, and protects the ECU 10. A capacitor 113 and a choke coil 114 that form a filter circuit are provided between the power relay element 111 and the power terminal PIG. This reduces noise transmitted from other devices that share the battery, and also reduces noise transmitted from the drive unit 1 to other devices.

マイコン１７０は、スイッチング素子１２１～１２６、モータリレー素子１２７～１２９および電源リレー素子１１１、１１２のオンオフ作動を制御する。マイコン１７０は、安定化用のパスコン１７２、１７３を経由してグランドと接続されている。マイコン１７０は、トルクフィルタ回路１７７を経由して、トルクセンサ９３と接続されるトルクコネクタ端子ＴＲＱと接続される。マイコン１７０は、ＣＡＮドライバ１７８を経由して、ＣＡＮＨ端子およびＣＡＮＬ端子と接続される。ＣＡＮドライバ１７８は、ＣＡＮ用ＩＣ１１７を経由して、ダイオード１１５とスイッチ電源用素子１１６との間に接続される。本実施形態では、ＣＡＮ用ＩＣ１１７は、集積回路部１７５内に設けられているが、集積回路部１７５とは別に設けてもよい。 The microcomputer 170 controls the on/off operation of the switching elements 121-126, the motor relay elements 127-129, and the power relay elements 111 and 112. The microcomputer 170 is connected to ground via stabilizing bypass capacitors 172 and 173. The microcomputer 170 is connected to the torque connector terminal TRQ, which is connected to the torque sensor 93, via a torque filter circuit 177. The microcomputer 170 is connected to the CANH terminal and the CANL terminal via a CAN driver 178. The CAN driver 178 is connected between the diode 115 and the switch power element 116 via a CAN IC 117. In this embodiment, the CAN IC 117 is provided within the integrated circuit unit 175, but may be provided separately from the integrated circuit unit 175.

集積回路部１７５（図中「ＡＳＩＣ」と記載）は、プリドライバ、信号増幅部、および、レギュレータ等を有する。集積回路部１７５は、負サージ保護ダイオード１１５およびスイッチ電源用素子１１６を経由し、フィルタ回路と電源リレー素子１１１との間にてパワー配線Ｌｐと接続される。スイッチ電源用素子１１６には、昇圧回路や降圧回路等を構成する部品が含まれる。図７において、範囲Ｘの部品は親基板３１に実装され、範囲Ｙの部品は子基板３２に実装される。また、範囲Ｚの部品は、基板３１、３２のどちらに実装してもよい。 The integrated circuit unit 175 (indicated as "ASIC" in the figure) has a pre-driver, a signal amplifier, a regulator, etc. The integrated circuit unit 175 is connected to the power wiring Lp between the filter circuit and the power relay element 111 via the negative surge protection diode 115 and the switching power element 116. The switching power element 116 includes components that constitute a boost circuit, a step-down circuit, etc. In FIG. 7, the components in range X are mounted on the parent board 31, and the components in range Y are mounted on the child board 32. Moreover, the components in range Z may be mounted on either board 31 or 32.

基板３１、３２における素子配置を図８～図１１に示す。図８～図１１は、説明のため、いずれもコネクタユニット５０側から見たときの配置を示している。また、接続部品の端子やねじ等が挿通される孔部について、適宜対応する部材の符号を付した。図８は親基板３１のモータ８０側の面であるモータ面３１１を示しており、図９は親基板３１のコネクタユニット５０側の面であるコネクタ面３１２を示している。また、図１０は子基板３２のモータ８０側の面であるモータ面３２１を示しており、図１１は子基板３２のコネクタユニット５０側の面であるコネクタ面３２２を示している。 The arrangement of elements on the boards 31 and 32 is shown in Figures 8 to 11. For the sake of explanation, Figures 8 to 11 all show the arrangement as seen from the connector unit 50 side. Furthermore, the holes through which the terminals and screws of the connection parts are inserted are appropriately labeled with the reference numerals of the corresponding parts. Figure 8 shows the motor surface 311, which is the surface of the mother board 31 facing the motor 80, and Figure 9 shows the connector surface 312, which is the surface of the mother board 31 facing the connector unit 50. Furthermore, Figure 10 shows the motor surface 321, which is the surface of the child board 32 facing the motor 80, and Figure 11 shows the connector surface 322, which is the surface of the child board 32 facing the connector unit 50.

図８～図１１では、紙面左側に第１系統Ｌ１に係る部品が実装されており、紙面右側に第２系統Ｌ２に係る部品が実装されている。第１系統領域ＲＬ１と第２系統領域ＲＬ２とは、基板中心線Ｃにて区画されている。また、信号系接続部品１４６、２４６と接続される側の領域を制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２とし、パワー系接続部品１４１、２４１にて接続される側の領域をパワー領域Ｒｐ１、Ｒｐ２とし、二点鎖線で示した。図１０および図１１において、コネクタ１５２、１５６、２５２、２５６の間口投影領域を太破線で示した。 In Figures 8 to 11, the components related to the first system L1 are mounted on the left side of the page, and the components related to the second system L2 are mounted on the right side of the page. The first system area RL1 and the second system area RL2 are partitioned by the board center line C. In addition, the areas connected to the signal system connection components 146, 246 are designated as control areas Rc1, Rc2, and the areas connected to the power system connection components 141, 241 are designated as power areas Rp1, Rp2, which are indicated by two-dot chain lines. In Figures 10 and 11, the frontage projection areas of the connectors 152, 156, 252, 256 are indicated by thick dashed lines.

図８に示すように、親基板３１のモータ面３１１の第１系統領域ＲＬ１には、電源リレー素子１１１、１１２、スイッチング素子１２１～１２６、モータリレー素子１２７～１２９、シャント抵抗１３１～１３３、集積回路部１７５、および、パスコン１７２、１７３等が実装されている。親基板３１のモータ面３１１の第２系統領域ＲＬ２には、電源リレー素子２１１、２１２、スイッチング素子２２１～２２６、モータリレー素子２２７～２２９、シャント抵抗２３１～２３３、集積回路部２７５、および、パスコン２７２、２７３等が実装される。また、親基板３１のモータ面３１１の略中央には、モータ８０の回転角を検出する回転角センサ８５が実装されている。 As shown in FIG. 8, the power relay elements 111, 112, switching elements 121-126, motor relay elements 127-129, shunt resistors 131-133, integrated circuit unit 175, and bypass capacitors 172, 173 are mounted in the first system area RL1 of the motor surface 311 of the parent board 31. The power relay elements 211, 212, switching elements 221-226, motor relay elements 227-229, shunt resistors 231-233, integrated circuit unit 275, and bypass capacitors 272, 273 are mounted in the second system area RL2 of the motor surface 311 of the parent board 31. In addition, a rotation angle sensor 85 that detects the rotation angle of the motor 80 is mounted approximately in the center of the motor surface 311 of the parent board 31.

モータ面３１１のパワー領域Ｒｐ１には、電源リレー素子１１１、１１２、スイッチング素子１２１～１２６、モータリレー素子１２７～１２９およびシャント抵抗１３１～１３３等が実装されている。電源リレー素子１１１、１１２は、パワー領域Ｒｐ１のパワー系接続部品１４１側であって、基板中心線Ｃ側に実装されている。第１系統領域ＲＬ１において、各相の素子は、基板中心線Ｃ側から、高電位側のスイッチング素子１２１～１２３、低電位側のスイッチング素子１２４～１２６、モータリレー素子１２７～１２９の順で配列されている。また、モータリレー素子１２７～１２９は、モータ巻線１８０が接続される箇所と隣接して配置される。ここで、間に他の素子が配置されていない状態を「隣接」とする。 Power relay elements 111, 112, switching elements 121-126, motor relay elements 127-129, shunt resistors 131-133, etc. are mounted in the power area Rp1 of the motor surface 311. The power relay elements 111, 112 are mounted on the power system connection component 141 side of the power area Rp1, on the board center line C side. In the first system area RL1, the elements of each phase are arranged in the following order from the board center line C side: high potential side switching elements 121-123, low potential side switching elements 124-126, and motor relay elements 127-129. The motor relay elements 127-129 are also arranged adjacent to the point where the motor winding 180 is connected. Here, the state where no other elements are arranged between them is considered "adjacent."

モータ面３１１のパワー領域Ｒｐ２には、電源リレー素子２１１、２１２、スイッチング素子２２１～２２６、モータリレー素子２２７～２２９およびシャント抵抗２３１～２３３等が実装されている。電源リレー素子２１１、２１２は、パワー領域Ｒｐ２のパワー系接続部品２４１側であって、基板中心線Ｃ側に実装されている。第２系統領域ＲＬ２において、各相の素子は、基板中心線Ｃ側から、高電位側のスイッチング素子２２１～２２３、低電位側のスイッチング素子２２４～２２６、モータリレー素子２２７～２２９の順で配列されている。また、モータリレー素子２２７～２２９は、モータ巻線２８０が接続される箇所と隣接して配置される。 Power relay elements 211, 212, switching elements 221-226, motor relay elements 227-229, shunt resistors 231-233, etc. are mounted in the power area Rp2 of the motor surface 311. The power relay elements 211, 212 are mounted on the power system connection component 241 side of the power area Rp2, on the board center line C side. In the second system area RL2, the elements of each phase are arranged in the following order from the board center line C side: high potential side switching elements 221-223, low potential side switching elements 224-226, and motor relay elements 227-229. The motor relay elements 227-229 are also arranged adjacent to the point where the motor winding 280 is connected.

各相の素子配列は、横並びである必要はなく、配線パターンや他の部品の配置等に応じ、紙面上下方向の位置はずれていてもよい。また、シャント抵抗１３１～１３３、２３１～２３３は、対応する相の低電位側のスイッチング素子１２４～１２６、２２４～２２６と隣接して配置されている。 The elements of each phase do not need to be arranged side-by-side, and may be misaligned in the vertical direction of the paper depending on the wiring pattern and the arrangement of other components. In addition, shunt resistors 131-133 and 231-233 are arranged adjacent to the low-potential side switching elements 124-126 and 224-226 of the corresponding phase.

図９に示すように、親基板３１のコネクタ面３１２の第１系統領域ＲＬ１には、ダイオード１１５、コンデンサ１３５、スイッチ電源用素子１１６、マイコン１７０、および、トルクフィルタ回路１７７を構成するダイオード等が実装されている。コネクタ面３１２において、ダイオード１１５、２１５およびコンデンサ１３５、２３５等がパワー領域Ｒｐ１、Ｒｐ２に実装され、スイッチ電源用素子１１６、２１６、マイコン１７０、２７０およびトルクフィルタ回路１７７を構成するダイオード等が制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２に実装されている。 As shown in FIG. 9, the diode 115, capacitor 135, switch power supply element 116, microcomputer 170, and diodes constituting the torque filter circuit 177 are mounted in the first system area RL1 of the connector surface 312 of the parent board 31. In the connector surface 312, the diodes 115, 215 and capacitors 135, 235, etc. are mounted in the power areas Rp1, Rp2, and the switch power supply elements 116, 216, microcomputers 170, 270, and diodes constituting the torque filter circuit 177 are mounted in the control areas Rc1, Rc2.

図８および図９に示すように、モータ面３１１において、パスコン１７２、１７３、２７２、２７３は、集積回路部１７５よりもパワー領域Ｒｐ側、かつ、基板中心線Ｃ側に配置されている。また、コネクタ面３１２において、マイコン１７０、２７０は、少なくとも一部のスイッチ電源用素子１１６、２１６よりもパワー領域Ｒｐ側であって、トルクフィルタ回路１７７、２７７よりも基板中心線Ｃ側に実装されている。 As shown in Figures 8 and 9, on the motor surface 311, the bypass capacitors 172, 173, 272, and 273 are arranged closer to the power region Rp than the integrated circuit unit 175 and closer to the board center line C. Also, on the connector surface 312, the microcontrollers 170 and 270 are mounted closer to the power region Rp than at least some of the switching power elements 116 and 216 and closer to the board center line C than the torque filter circuits 177 and 277.

マイコン１７０と集積回路部１７５とは、実装領域の少なくとも一部が重複しておらず、ずらして配置されている。また、マイコン１７０の裏側となる領域には、マイコン用のパスコン１７２、１７３が実装されている。パスコン１７２はコア電源安定化用のコンデンサであり、パスコン１７３はコア電源とは電圧が異なる電源に係る電源安定化用のコンデンサである。本実施形態のマイコン１７０は、端子がパッケージの裏面に形成されており、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）により親基板３１に実装されている。マイコン１７０の裏面にパスコン１７２、１７３を配置することで、マイコン１７０とパスコン１７２、１７３との間の配線長を可及的短くできるため、ノイズ耐量を確保することができる。 The microcomputer 170 and the integrated circuit unit 175 are arranged so that at least a portion of their mounting areas do not overlap, but are offset from one another. Also, in the area behind the microcomputer 170, bypass capacitors 172 and 173 for the microcomputer are mounted. The bypass capacitor 172 is a capacitor for stabilizing the core power supply, and the bypass capacitor 173 is a capacitor for stabilizing a power supply whose voltage is different from that of the core power supply. In this embodiment, the microcomputer 170 has terminals formed on the back surface of the package, and is mounted on the mother board 31 by a ball grid array (BGA). By arranging the bypass capacitors 172 and 173 on the back surface of the microcomputer 170, the wiring length between the microcomputer 170 and the bypass capacitors 172 and 173 can be made as short as possible, so that noise immunity can be ensured.

図１０に示すように、子基板３２のモータ面３２１の第１系統領域ＲＬ１には、コンデンサ１１３、チョークコイル１１４、トルクフィルタ回路１７７、ＣＡＮドライバ１７８、および、周辺素子１７９等が実装されている。子基板３２のモータ面３２１の第２系統領域ＲＬ２には、コンデンサ２１３、チョークコイル２１４、トルクフィルタ回路２７７、ＣＡＮドライバ２７８、および、周辺素子２７９等が実装されている。子基板３２のモータ面３２１において、コンデンサ１１３およびチョークコイル１１４等がパワー領域Ｒｐ１、Ｒｐ２に実装され、トルクフィルタ回路１７７、２７７、ＣＡＮドライバ１７８、２７８および周辺素子１７９、２７９等が制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２に実装されている。子基板３２のコネクタ面３２２には、電子部品は実装されていない。すなわち、親基板３１は両面実装であり、子基板３２は片面実装である。 As shown in FIG. 10, the capacitor 113, choke coil 114, torque filter circuit 177, CAN driver 178, and peripheral elements 179 are mounted in the first system area RL1 of the motor surface 321 of the child board 32. The capacitor 213, choke coil 214, torque filter circuit 277, CAN driver 278, and peripheral elements 279 are mounted in the second system area RL2 of the motor surface 321 of the child board 32. On the motor surface 321 of the child board 32, the capacitor 113 and choke coil 114 are mounted in the power areas Rp1 and Rp2, and the torque filter circuits 177, 277, CAN drivers 178, 278, and peripheral elements 179, 279 are mounted in the control areas Rc1 and Rc2. No electronic components are mounted on the connector surface 322 of the child board 32. That is, the parent board 31 is double-sided and the child board 32 is single-sided.

本実施形態では、トルクフィルタ回路１７７、２７７を構成する部品のうち、トランジスタおよび一部のコンデンサを親基板３１のコネクタ面３１２、残りのコンデンサを子基板３２のモータ面３２１に分散して実装している。周辺素子１７９、２７９には、ノイズ除去のためのコンデンサ等が含まれる。 In this embodiment, of the components that make up the torque filter circuits 177 and 277, the transistors and some of the capacitors are distributed and mounted on the connector surface 312 of the mother board 31, and the remaining capacitors are distributed and mounted on the motor surface 321 of the daughter board 32. The peripheral elements 179 and 279 include capacitors for noise removal, etc.

本実施形態では、親基板３１および子基板３２において、第１系統領域ＲＬ１と第２系統領域ＲＬ２とが、基板中心線Ｃにより領域が分けられており、基板中心線Ｃに対して概ね線対称に部品が配置されている。また、コネクタユニット５０において、第１系統Ｌ１に係るコネクタ１５２、１５６と第２系統Ｌ２に係るコネクタ２５２、２６２とは、軸方向に投影したとき、間口が基板中心線Ｃに対して線対称配置されている。なお、厳密な線対称に限らず、例えば配線パターンや他部材との干渉回避の都合により必要に応じて素子位置をずらしている場合も、「線対称」の概念に含めるものとする。 In this embodiment, the first system region RL1 and the second system region RL2 in the parent board 31 and the child board 32 are divided by the board center line C, and the components are arranged in a roughly linear symmetry with respect to the board center line C. In addition, in the connector unit 50, the connectors 152, 156 related to the first system L1 and the connectors 252, 262 related to the second system L2 are arranged with their openings linearly symmetrical with respect to the board center line C when projected in the axial direction. Note that strict linear symmetry is not required, and the concept of "linear symmetry" also includes cases where the element positions are shifted as necessary, for example, to avoid interference with wiring patterns or other components.

また、親基板３１において、第１系統領域ＲＬ１および第２系統領域ＲＬ２は、いずれもモータ８０に通電される比較的大電流のモータ電流が通電されるパワー領域Ｒｐ１、ＰＲ２と、モータ電流が通電されず、モータ電流よりも相対的に小さい制御電流が通電される制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２とが分離されている。子基板３２についても同様に、第１系統領域ＲＬ１および第２系統領域ＲＬ２は、いずれもパワー領域Ｒｐ１、Ｒｐ２と制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２とが分離している。それぞれの基板３１、３２において、パワー領域Ｒｐ１、Ｒｐ２は基板中心線Ｃに対して概ね線対称となっている。同様に、それぞれの基板３１、３２において、制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２は基板中心線Ｃに対して概ね線対称となっている。 In addition, in the parent board 31, the first system area RL1 and the second system area RL2 are separated into power areas Rp1, PR2, where a relatively large motor current flows through the motor 80, and control areas Rc1, Rc2, where no motor current flows and a control current relatively smaller than the motor current flows. Similarly, in the child board 32, the first system area RL1 and the second system area RL2 are separated into power areas Rp1, Rp2 and control areas Rc1, Rc2. In each of the boards 31, 32, the power areas Rp1, Rp2 are approximately line-symmetrical with respect to the board center line C. Similarly, in each of the boards 31, 32, the control areas Rc1, Rc2 are approximately line-symmetrical with respect to the board center line C.

パワー領域Ｒｐ１、Ｒｐ２はパワー系接続部品１４１、２４１側へ延びる領域であり、制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２は信号系接続部品１４６、２４６側へ延びる領域である。車両系コネクタ１５２、２５２において、パワーコネクタを構成するパワー端子１５３、２５３が接続される配線パターンは、パワー領域Ｒｐ１、Ｒｐ２に含まれ、パワー系接続部品１４１、２４１と接続される。また、車両系コネクタ１５２、２５２において、通信コネクタを構成する通信信号端子１５４、２５４が接続される配線パターンは、制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２に含まれ、信号系接続部品１４６、２４６と接続される。操舵系コネクタ１５６、２５６において、信号端子１５７、２５７と接続される配線パターンは、制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２に含まれ、信号系接続部品１４６、２４６と接続される。 The power regions Rp1 and Rp2 are regions that extend toward the power system connection components 141 and 241, and the control regions Rc1 and Rc2 are regions that extend toward the signal system connection components 146 and 246. In the vehicle system connectors 152 and 252, the wiring patterns to which the power terminals 153 and 253 that constitute the power connectors are connected are included in the power regions Rp1 and Rp2, and are connected to the power system connection components 141 and 241. In the vehicle system connectors 152 and 252, the wiring patterns to which the communication signal terminals 154 and 254 that constitute the communication connectors are connected are included in the control regions Rc1 and Rc2, and are connected to the signal system connection components 146 and 246. In the steering system connectors 156 and 256, the wiring patterns to which the signal terminals 157 and 257 are connected are included in the control regions Rc1 and Rc2, and are connected to the signal system connection components 146 and 246.

すなわち、車両系コネクタ１５２、２５２は、パワーコネクタと通信コネクタとで間口が一体となっているハイブリッドコネクタであるが、子基板３２においては、パワー領域Ｒｐ１、Ｒｐ２と制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２とに分離されている。また、操舵系コネクタ１５６、２５６は、通信コネクタとは間口が別となっているが、基板３１、３２間の接続には、共通の信号系接続部品１４６、２４６を用いている。 That is, the vehicle system connectors 152, 252 are hybrid connectors in which the power connector and the communication connector have a single opening, but on the daughter board 32, they are separated into power areas Rp1, Rp2 and control areas Rc1, Rc2. Also, the steering system connectors 156, 256 have a separate opening from the communication connector, but the common signal system connection parts 146, 246 are used to connect the boards 31, 32.

ＣＡＮドライバ１７８、２７８およびＣＡＮドライバ周辺素子１７９、２７９は、通信信号端子１５４、２５４に可及的近接させるとともに、通信信号端子１５４、２５４に沿うように配列される。換言すると、通信信号端子１５４、２５４と、ＣＡＮドライバ１７８、２７８およびＣＡＮドライバ周辺素子１７９、２７９との間に、他の電子部品が実装されていない。これにより、ノイズ等の影響を低減し、適切に通信を行うことができる。 The CAN drivers 178, 278 and the CAN driver peripheral elements 179, 279 are arranged as close as possible to the communication signal terminals 154, 254 and aligned along the communication signal terminals 154, 254. In other words, no other electronic components are mounted between the communication signal terminals 154, 254 and the CAN drivers 178, 278 and the CAN driver peripheral elements 179, 279. This reduces the effects of noise, etc., and allows for proper communication.

以上説明したように、本実施形態の駆動装置１は、モータ８０と、ＥＣＵ１０とを備える。モータ８０は、第１モータ巻線１８０および第２モータ巻線２８０を有する。ＥＣＵ１０は、コネクタユニット５０、親基板３１、子基板３２、および、接続部品１４１、１４６、２４１、２４６を有し、モータ８０の軸方向の一方側に設けられる。 As described above, the drive device 1 of this embodiment includes a motor 80 and an ECU 10. The motor 80 has a first motor winding 180 and a second motor winding 280. The ECU 10 has a connector unit 50, a mother board 31, a daughter board 32, and connection parts 141, 146, 241, and 246, and is provided on one side of the motor 80 in the axial direction.

コネクタユニット５０は、外部との接続に用いられるコネクタ１５２、１５６、２５２、２５６を有する。親基板３１は、モータフレーム４０に固定される。子基板３２は、コネクタユニット５０に固定される。接続部品１４１、１４６、２４１、２４６は、親基板３１と子基板３２とを接続する。 The connector unit 50 has connectors 152, 156, 252, and 256 used for connecting to the outside. The mother board 31 is fixed to the motor frame 40. The daughter board 32 is fixed to the connector unit 50. The connection parts 141, 146, 241, and 246 connect the mother board 31 and the daughter board 32.

親基板３１および子基板３２は、第１モータ巻線１８０の通電制御に係る電子部品が実装される第１系統領域ＲＬ１と、第２モータ巻線２８０の通電制御に係る電子部品が実装される第２系統領域ＲＬ２とが、基板中心線Ｃにて分離されている。また、第１系統領域ＲＬ１および第２系統領域ＲＬ２において、モータ８０に通電されるモータ電流が流れる領域であるパワー領域Ｒｐ１、Ｒｐ２と、モータ電流より相対的に小さい制御電流が流れる領域である制御領域Ｒｃ１、Ｒｐ２とが、分離されている。 The mother board 31 and the daughter board 32 are divided by the board center line C into a first system region RL1 in which electronic components related to the current control of the first motor winding 180 are mounted, and a second system region RL2 in which electronic components related to the current control of the second motor winding 280 are mounted. In addition, in the first system region RL1 and the second system region RL2, power regions Rp1, Rp2 in which the motor current passed through the motor 80 flows, and control regions Rc1, Rp2 in which a control current relatively smaller than the motor current flows are separated.

ここで、パワー領域Ｒｐ１、Ｒｐ２と制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２とは直線的に分離されている必要はなく、基板３１、３２において、パワー部品を集約して実装されている領域とパワー領域Ｒｐとし、パワー領域Ｒｐとは異なる箇所に制御部品を集約して実装されている領域を制御領域Ｒｃとすることで、領域が分離されていればよい。なお、図示は省略しているが、パワー領域Ｒｐ１、Ｒｐ２をまとめてパワー領域Ｒｐ、制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２をまとめて制御領域Ｒｃと捉えてもよい。 Here, the power regions Rp1, Rp2 and the control regions Rc1, Rc2 do not need to be linearly separated, and it is sufficient that the regions are separated by defining the region on the boards 31, 32 where the power components are concentrated and mounted as the power region Rp, and defining the region where the control components are concentrated and mounted in a location different from the power region Rp as the control region Rc. Although not shown in the figure, the power regions Rp1, Rp2 may be collectively regarded as the power region Rp, and the control regions Rc1, Rc2 may be collectively regarded as the control region Rc.

本実施形態では、基板を親基板３１と子基板３２の２枚とすることで、実装面積を確保することができる。また、親基板３１および子基板３２のそれぞれにおいて、第１系統領域ＲＬ１と第２系統領域ＲＬ２とを分けるとともに、パワー領域Ｒｐと制御領域Ｒｃとを分けることで、部品を適切に配置することができる。また、各素子を配線長が可及的短くなるように配置することで、電圧ドロップしにくくし、ノイズ耐量を確保可能である。 In this embodiment, by using two boards, a mother board 31 and a daughter board 32, it is possible to ensure the mounting area. In addition, by dividing the mother board 31 and the daughter board 32 into a first system area RL1 and a second system area RL2, as well as a power area Rp and a control area Rc, it is possible to appropriately arrange the components. In addition, by arranging each element so that the wiring length is as short as possible, it is possible to reduce voltage drop and ensure noise resistance.

コネクタには、電源と接続されるパワーコネクタ、車両通信網９９と接続される通信コネクタ、および、トルクセンサ９３と接続される操舵系コネクタ１５６、２５６が含まれる。本実施形態では、パワーコネクタおよび通信コネクタが一体化された車両系コネクタ１５２、２５２となっている。子基板３２には、通信に係る通信素子であるＣＡＮドライバ１７８、２７８が、通信コネクタを構成する通信信号端子１５４、２５４と隣接して実装されている。これにより、車両通信網９９と適切に通信を行うことができる。特に、車両通信網９９がＣＡＮである際に有効である。 The connectors include a power connector that connects to a power source, a communication connector that connects to the vehicle communication network 99, and a steering system connector 156, 256 that connects to the torque sensor 93. In this embodiment, the power connector and communication connector are integrated into the vehicle system connector 152, 252. On the sub-board 32, a CAN driver 178, 278, which is a communication element related to communication, is mounted adjacent to the communication signal terminal 154, 254 that constitutes the communication connector. This allows appropriate communication with the vehicle communication network 99. This is particularly effective when the vehicle communication network 99 is a CAN.

接続部品には、第１パワー系接続部品１４１、第２パワー系接続部品２４１、第１信号系接続部品１４６、および、第２信号系接続部品２４６が含まれる。第１パワー系接続部品１４１は、第１系統領域ＲＬ１において、親基板３１のパワー領域Ｒｐ１と、子基板３２のパワー領域Ｒｐ１とを接続する。第２パワー系接続部品２４１は、第２系統領域ＲＬ２において、親基板３１のパワー領域Ｒｐ２と、子基板３２のパワー領域Ｒｐ２とを接続する。第１信号系接続部品１４６は、第１系統領域ＲＬ１において、親基板３１の制御領域Ｒｃ１と、子基板３２の制御領域Ｒｃ１とを接続する。第２信号系接続部品２４６は、第２系統領域ＲＬ２において、親基板３１の制御領域Ｒｃ２と、子基板３２の制御領域Ｒｃ２とを接続する。 The connection parts include a first power system connection part 141, a second power system connection part 241, a first signal system connection part 146, and a second signal system connection part 246. The first power system connection part 141 connects the power area Rp1 of the parent board 31 to the power area Rp1 of the child board 32 in the first system area RL1. The second power system connection part 241 connects the power area Rp2 of the parent board 31 to the power area Rp2 of the child board 32 in the second system area RL2. The first signal system connection part 146 connects the control area Rc1 of the parent board 31 to the control area Rc1 of the child board 32 in the first system area RL1. The second signal system connection part 246 connects the control area Rc2 of the parent board 31 to the control area Rc2 of the child board 32 in the second system area RL2.

第１パワー系接続部品１４１と第２パワー系接続部品２４１とは、基板中心線Ｃに対して線対称に設けられる。第１信号系接続部品１４６と第２信号系接続部品２４６とは、基板中心線Ｃに対して線対称に設けられる。これにより、基板３１、３２のパワー領域Ｒｐおよび制御領域Ｒｃを適切に接続することができる。 The first power system connection component 141 and the second power system connection component 241 are arranged symmetrically with respect to the board center line C. The first signal system connection component 146 and the second signal system connection component 246 are arranged symmetrically with respect to the board center line C. This allows the power regions Rp and control regions Rc of the boards 31 and 32 to be properly connected.

親基板３１の一方の面（本実施形態ではコネクタ面３１２）の制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２には、マイコン１７０、２７０が実装されている。また、親基板３１の他方の面（本実施形態ではモータ面３１１）の制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２であって、マイコン１７０、２７０の裏側には、パスコン１７２、１７３、２７２、２７３が実装されている。本実施形態では、マイコン１７０、２７０と集積回路部１７５、２７５とをずらして配置することで、マイコン１７０、２７０の裏側にスペースを確保している。また本実施形態のマイコン１７０、２７０はボールグリッドアレイにより親基板３１に実装されており、裏面にノイズ除去用のパスコン１７２、１７３、２７２、２７３を実装することで、配線長を可及的短くすることができる。これにより、ノイズ耐量を確保することができる。 Microcomputers 170 and 270 are mounted in the control regions Rc1 and Rc2 on one side (connector surface 312 in this embodiment) of the mother board 31. Also, bypass capacitors 172, 173, 272, and 273 are mounted on the back side of the microcomputers 170 and 270 in the control regions Rc1 and Rc2 on the other side (motor surface 311 in this embodiment) of the mother board 31. In this embodiment, the microcomputers 170 and 270 and the integrated circuit parts 175 and 275 are offset from each other to ensure space on the back side of the microcomputers 170 and 270. In this embodiment, the microcomputers 170 and 270 are mounted on the mother board 31 by a ball grid array, and by mounting bypass capacitors 172, 173, 272, and 273 for noise elimination on the back side, the wiring length can be shortened as much as possible. This ensures noise resistance.

実施形態において、ＥＣＵ１０が「制御ユニット」、モータフレーム８４０が「モータハウジング」、パワー系接続部品１４１、２４１および信号系接続部品１４６、２４６が「接続部品」、車両系コネクタ１５２、２５２が「パワーコネクタ」および「通信コネクタ」、トルクセンサ９３が「センサ」、操舵系コネクタ１５６、２５６が「センサコネクタ」、車両通信網９９が「通信網」、ＣＡＮドライバ１７８、２７８が「通信素子」、マイコン１７０、２７０が「制御回路部品」、パスコン１７２、１７３、２７２、２７３が「コンデンサ」に対応する。 In the embodiment, the ECU 10 corresponds to the "control unit", the motor frame 840 corresponds to the "motor housing", the power system connection components 141, 241 and the signal system connection components 146, 246 correspond to the "connection components", the vehicle system connectors 152, 252 correspond to the "power connector" and the "communication connector", the torque sensor 93 corresponds to the "sensor", the steering system connectors 156, 256 correspond to the "sensor connector", the vehicle communication network 99 corresponds to the "communication network", the CAN drivers 178, 278 correspond to the "communication element", the microcomputers 170, 270 correspond to the "control circuit components", and the bypass capacitors 172, 173, 272, 273 correspond to the "capacitors".

また、親基板３１が「メイン基板」、子基板３２が「サブ基板」に対応する。ここで、２枚の基板を区別すべく、便宜上「メイン」、「サブ」としているが、必ずしも、機能的にメイン、サブの関係でなくてもよい。 Furthermore, the mother board 31 corresponds to the "main board" and the daughter board 32 corresponds to the "sub board." Here, for convenience, the two boards are referred to as "main" and "sub" to distinguish them, but they do not necessarily have to have a main and sub functional relationship.

（他の実施形態）
上記実施形態では、車両電源およびグランドと接続されるパワーコネクタと、車両通信網と接続される通信コネクタとが一体となっている。他の実施形態では、パワーコネクタと通信コネクタとを別体としてもよい。また、コネクタの種類や数は任意に設定可能であって、間口をそれぞれ別々に設けてもよいし、任意の組み合わせで設けてもよい。また、上記実施形態では、コネクタ間口を系統毎に分けて設けている。他の実施形態では、コネクタ間口を系統で分けず、２系統にて１つの間口を共用するようにしてもよい。 Other Embodiments
In the above embodiment, the power connector connected to the vehicle power supply and ground and the communication connector connected to the vehicle communication network are integrated. In other embodiments, the power connector and the communication connector may be separate. Furthermore, the type and number of connectors can be set arbitrarily, and the openings may be provided separately for each system, or may be provided in any combination. Furthermore, in the above embodiment, the connector openings are provided separately for each system. In other embodiments, the connector openings are not divided by system, and one opening may be shared by two systems.

上記実施形態では、拡張部材を設けることで、制御ユニットがモータシルエットの外側まで延びて形成されている。他の実施形態では、拡張部材を省略し、制御ユニットがモータシルエットに収まっていてもよい。 In the above embodiment, an extension member is provided so that the control unit extends to the outside of the motor silhouette. In other embodiments, the extension member may be omitted and the control unit may be contained within the motor silhouette.

上記実施形態では、操舵装置は電動パワーステアリング装置である。他の実施形態では、操舵装置は、ステアバイワイヤ装置であってもよく、駆動装置は、車輪を転舵させる転舵装置として用いてもよいし、ハンドルに反力を付与する反力装置として用いてもよい。また、駆動装置を操舵装置以外の装置に適用してもよい。以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。 In the above embodiment, the steering device is an electric power steering device. In other embodiments, the steering device may be a steer-by-wire device, and the drive device may be used as a steering device that steers the wheels, or as a reaction device that applies a reaction force to the steering wheel. The drive device may also be applied to devices other than steering devices. As described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented in various forms within the scope of the invention.

１・・・駆動装置１０・・・ＥＣＵ（制御ユニット）
３１・・・親基板（メイン基板）３２・・・子基板（サブ基板）
１４１、２４１・・・パワー系接続部品（接続部品）
１４６、２４６・・・信号系接続部品（接続部品）
５０・・・コネクタユニット
１５２、２５２・・・車両系コネクタ（パワーコネクタ、通信コネクタ）
１５６、２５６・・・操舵系コネクタ（センサコネクタ）
８０・・・モータ
８４０・・・モータフレーム（モータハウジング） 1: Drive device 10: ECU (control unit)
31: Mother board (main board) 32: Daughter board (sub board)
141, 241...Power system connection parts (connection parts)
146, 246...Signal system connection parts (connection parts)
50: Connector unit 152, 252: Vehicle connector (power connector, communication connector)
156, 256...Steering system connector (sensor connector)
80...Motor
840...Motor frame (motor housing)

Claims

a motor (80) having a first motor winding (180) and a second motor winding (280);
a control unit (10) provided on one side in the axial direction of the motor, the control unit having a connector unit (50) having connectors (152, 156, 252, 256) used for connecting to the outside, a main board (31) fixed to a motor housing (840), a sub-board (32) fixed to the connector unit, and connection parts (141, 146, 241, 246) connecting the main board and the sub-board;
Equipped with
The main board and the sub board are
a first system area in which electronic components relating to current control of the first motor winding are mounted, and a second system area in which electronic components relating to current control of the second motor winding are mounted, the first system area being separated by a board center line;
In the first system region and the second system region, a power region in which a motor current flows to the motor and a control region in which a control current relatively smaller than the motor current flows are separated from each other,
In the main board and the sub board, when the board peripheral region on one side in the direction along the board center line is defined as one end and the board peripheral region on the other side is defined as the other end, in each of the first system area and the second system area, the power area is an area that includes the one end and extends toward the other end, and the control area is an area that includes the other end and extends toward the one end .

The connectors include a power connector (152, 252) connected to a power source, a communication connector (152, 252) connected to a communication network (99), and a sensor connector (156, 256) connected to a sensor (93);
2. The drive device according to claim 1, wherein a communication element (178, 278) relating to communication is mounted on the sub-board adjacent to a communication signal terminal (154, 254) provided on the communication connector.

The connection parts include:
a first power system connection component (141) that connects the power area of the main board and the power area of the sub-board in the first system area;
a second power system connection component (241) that connects the power area of the main board and the power area of the sub-board in the second system area;
a first signal system connection component (146) that connects the control area of the main board and the control area of the sub-board in the first system area; and
a second signal system connection component (246) that connects the control area of the main board and the control area of the sub-board in the second system area;
the first power system connection component and the second power system connection component are arranged symmetrically with respect to the board center line,
The drive device according to claim 1 , wherein the first signal system connection component and the second signal system connection component are arranged symmetrically with respect to a center line of the board.

A control circuit component (170, 270) is mounted in the control region on one side of the main board,
4. The drive device according to claim 1, wherein a capacitor (172, 173, 272, 273) is mounted on the rear side of the control circuit components in the control region on the other surface of the main board.